JP2007145597A

JP2007145597A - 物品整列装置

Info

Publication number: JP2007145597A
Application number: JP2006089195A
Authority: JP
Inventors: Koichi Hatano; 耕一秦野; Junichi Ishikawa; 順一石川; Masaaki Suzuki; 雅晶鈴木; Shusuke Shirai; 秀典白井
Original assignee: Kao Corp
Current assignee: Kao Corp
Priority date: 2005-11-02
Filing date: 2006-03-28
Publication date: 2007-06-14
Anticipated expiration: 2026-03-28
Also published as: WO2007052823A1; TWI383933B; CN101300181A; EP1954606B1; EP1954606A1; US20090139837A1; TW200740673A; US7828134B2; DE602006007730D1; CN101300181B; JP5051685B2

Abstract

【課題】簡易な構成により、物品の向きを安定確実に揃えること。
【解決手段】２つの円筒状の表面を有する整列器２１を並べ、各整列器２１を水平に対し所定の傾斜角度を維持して回転させ、それら２つの整列器２１の円筒状の外表面上に物品を置いて一方から他方へ搬送することで該物品の向きを揃える物品整列機からなる物品整列装置１０であって、整列器２１の表面に突起２２を設けるもの。
【選択図】図１

Description

本発明は物品整列装置に関する。

従来、容器に内容液を充填し、キャッピングする充填キャッピング設備では、多種多様な形態のキャップを整列して送給するキャップ整列装置（物品整列装置）を用いている。

特許文献１の物品整列装置は、円筒状樋状物を傾斜させて回転させ、樋状物の内部に箱状物品を置いて一方から他方へ搬送することで、物品を重心が安定する姿勢に変え、結果として物品の向きを揃えるものである。

特許文献２に記載の物品整列装置は、２本の円柱を傾斜させて互いに平行に配置し、かつ互いに反対方向に、摩擦で物品を浮かび上がらせる方向に回転させ、２本の円柱の上にねじやリベットなどの有頭長柱物品を供給して搬送するに際し、２本の円柱の表面に物品を支持可能な螺旋溝が形成されており、有頭長柱物品を首吊り状に切り離し整列するものである。
特開昭51-47753 特開2004-168542

特許文献１の物品整列装置は、箱状物品の重心が樋状物の回転とともに移動し、箱状物品の重心を箱状物品の樋状物上での回転中心より外側に位置させることにより、箱状物品を樋状物の円筒面上で転倒させ、箱状物品を重心が安定する姿勢（箱状物品の開口面が上向きの姿勢）に変え、箱状物品の向きを揃えることとしている。

しかしながら、特許文献１の物品整列装置では、回転する樋状物の円筒面に対して箱状物品が滑り、箱状物品の重心を樋状物の回転とともに上述した如くに確実に移動させることに困難があり、箱状物品の向きを安定確実に揃えることに困難がある。

特許文献２の物品整列装置は、円柱の回転とともに有頭長柱物品が移動し、有頭長柱物品の頭部分が、円柱表面の螺旋溝に首吊り状態となり、切り離し整列を行なうものである。

しかしながら、特許文献２の整列装置は、有頭長柱物品ではないキャップのような形状の有天筒状物品の整列を行なおうとしても、これを切り離すことは可能であるが、一定向きへの整列は困難である。一度、螺旋溝に入った物品は、そのままの向きで出口へと搬送されてしまう。

本発明の課題は、簡易な構成により、物品の向きを安定確実に揃えることにある。

尚、本発明の物品整列装置で整列される物品は、キャップに限定されることなく、重心が偏った物品、球状等の容易に転がる形状以外の物品等への適応が可能である。

請求項１の発明は、２つの円筒状の表面を有する整列器を並べ、各整列器を水平に対し所定の傾斜角度を維持して回転させ、それら２つの整列器の円筒状の外表面上に物品を置いて一方から他方へ搬送することで該物品の向きを揃える物品整列機からなる物品整列装置であって、整列器の表面に突起を設けるようにしたものである。

図１の物品整列装置１０は、キャップ１（物品）の向きを揃える。キャップ１は有天筒状をなし、天面が下位に、開口面が上位にある姿勢を整列目標姿勢とする（キャップ１の重心が天面寄りにある）。

整列対象となるキャップ１の上方からみた形状は任意のもので良い。例えば、円形、トラック形状、楕円、長方形、多角形、又はこれらの形状の一部を変形させたものである。またチューブを備えたキャップでも、キャップ重量に対し比率的に軽いチューブを備えたものであれば、開口面が上位にある姿勢を整列目標として対応できる。キャップ１の側面からみた形状は、キャップ１の天面側の外周角に丸みがあることが好ましく、一般的にも丸みをおびている。その半径は0.2mm以上、好ましくは0.5mm以上である。また、キャップ１の天面側の外周角は斜めに切り落とされた形状でも良い。その切り落とし長さは0.1mm以上、好ましくは0.4mm以上である。キャップ１の天面側をこのような形状とすることにより、キャップ１の天面が下位になったときに後述する整列器２１の突起２２の影響を小さくすることができる。また、物品整列装置１０は、外周角に丸みや斜めの切り落としのない物品においても極僅かに整列の成功率は低下するが対応可能である。

キャップ１の材質は任意に選択される。例えばポリプロピレン等の樹脂材料、又はアルミニウムや鉄等の金属材料でも良い。

物品整列装置１０は、図１に示す如く、架台１１に第１物品整列機２０と第２物品整列機３０を設置して構成される。第１物品整列機２０の上流側には不図示のキャップ投入シュートが接続され、第１物品整列機２０の下流端と第２物品整列機３０の上流端とが接続され、第２物品整列機３０の下流側には不図示のキャップ排出コンベアが接続される。

投入シュートから投入されるキャップ１が第１物品整列機２０において整列され、更に第２物品整列機３０において仕上げ的に整列された後、排出コンベアから排出される。

（第１物品整列機２０の構成）
第１物品整列機２０は、図１に示す如く、２つの円筒状の外表面を有する整列器２１、２１を平行に並べ、それらの整列器２１、２１を水平に対し所定の傾斜角度αを維持して回転させ、それらの整列器２１、２１の外表面上にキャップ１を置いて重力の作用で一方から他方へ搬送する過程でキャップ１の向きを揃えるに際し、それら整列器２１、２１の外表面に突起２２を設けたものである。整列器２１の上述の傾斜角度αは3°から20°が好ましく、より好ましくは5°〜15°である。傾斜角度αが大きいとキャップ１が整列されずに転がってしまうことがある。傾斜角度αが小さいとキャップ1の重力による移動速度が低下し、整列処理能力が低下する。

第１物品整列機２０の大きさは、キャップ１の形状によって適宜調整される。例えば20mm〜80mm程度の直径や幅を有するキャップ１の場合、円筒直径としては20〜150mm程度が好ましい。また円筒長さとしては、200〜3000mm程度、更に好ましくは400〜2000mm程度が整列性能と、設置スペースの面から好ましい。

キャップ１の処理能力は、キャップ１の大きさ、材質、整列器２１の円筒の大きさ、外表面の状態、傾斜角度α、突起２２の大きさや数によって異なるが、30個／min〜250個／minが適切であり、更に好ましくは50個／min〜150個／minである。キャップ１の供給速度が過大であれば、キャップ１は整列器２１の外に転がり落ち、この回収が必要となる。また、キャップ１が整列器２１上で接近し、互いの干渉が大きくなり、整列の成功率が低下することもある。逆に、キャップ１の供給速度が小さすぎると生産面の効率が低下する。尚、最適な処理能力については、上述したように各種条件によって変化するため、ここで示した処理能力に限定するものではない。

第１物品整列機２０の外表面の周速は、整列対象としてのキャップ１の重量や大きさによって適切に定められる。例えば、40ｇ未満程度、20mm〜80mm程度の直径や幅を有するキャップ１の場合、外表面の周速は0.05〜1.5m/sec程度に、好ましくは0.15〜0.7m/secなるように調整される。周速が遅いと回転の効果が現れないし、速すぎるとキャップ１が整列器２０から外へ飛び出したり、一度整列したキャップ１が再び乱れた状態となってしまうことがある。

第１物品整列機２０の整列器２１の外表面としては、ユニクロメッキを施した金属表面、ステンレス、樹脂など一般的なもので良い。更に、整列器２１の外表面の性状を変更することでキャップ１の品種等に応じて搬送速度を調整できる。整列器２１の外表面をゴム状にして摩擦を高めて搬送速度を低下させたり、整列器２１の外表面をシリコン加工、フッ素加工、フッ素樹脂製粘着テープを貼る、又は滑り性の良い樹脂材料を選定するなどとして低摩擦化し、搬送速度を高めることができる。

特に、整列器２１の円筒状の外表面に低摩擦化処理を施すことによって、処理能力を高め、かつ整列成功率を高めることができる。処理能力が高まる理由は、低摩擦化処理で傾斜角度αが小さくてもキャップ１の搬送速度が高まるということによる。整列成功率が高まる理由は、傾斜角度αが小さくできることで、キャップ１が整列されずに転がる現象が防止できることによる。

第１物品整列機２０は、２つの整列器２１、２１の駆動方式として、各整列器２１に内蔵したモータにより当該整列器２１を回転させるものを採用できる。また、整列器２１外部にモータを設置し、ベルトや歯車などの駆動伝達を介して当該整列器２１を回転させても良い。

第１物品整列機２０は、２つの整列器２１、２１の水平に対する傾斜角度を、キャップ１の品種等に応じて調整する機能を有する。

第１物品整列機２０は、キャップ１が重力により２つの整列器２１、２１の円筒状の外表面に沿って搬送される過程で、図２に示す如く、キャップ１の開口面のエッジ１Ａを整列器２１、２１の突起２２に当ててキャップ１の向きを変え（図２（Ｂ））、更に次の突起２２により該キャップ１を持ち上げて上下反転し（図２（Ｃ））、開口面が下向きであったキャップ１を重心が安定する姿勢（開口面が上向き、天面が下向きの姿勢）に揃える。尚、キャップ１は、図３に示す如き向きとなっていても、キャップ１の開口面のエッジ１Ａに当たった突起２２により回転力を付与され、キャップ１の重心Ｇがキャップ１の整列器２１上での回転中心Ｒより外側に位置せしめられたとき、整列器２１上で転倒せしめられる。

第１物品整列機２０において、整列器２１に設けられる突起２２の高さは、２本の整列器２１の直径や間隔、又はキャップ１の形状によって適宜調整される。例えば、整列器円筒直径が60mm際の例として、突起２２の高さは、好ましくは2mm〜20mm、より好ましくは3mm〜10mmである。突起２２の形状は特に限定されないが、上方からみて整列器２１の軸方向に長手をとる長方形、長円、楕円形等が好ましい。長手の長さは、キャップ１を上方からみたときの最も長い長さの好ましくは20〜150％、より好ましくは50〜100％である。突起２２の長手長さが短いとキャップ１との衝突確率が低下し、整列効率が低下するため、多数の突起２２が必要になる。突起２２の長手長さが長いと、突起２２の多数配置を行なったときに、２本の整列器２１、２１の長さが大きくなり、第１物品整列機２０が大型になってしまう。

突起２２は、金属、樹脂などであり特に材質は問わないが、キャップ１への傷つきを避けるため、そのエッジ部は、面取りを施したり、アール加工とすることが好ましい。

面取りの場合、好ましくはＣ0.2〜Ｃ2.5であり、更に好ましくはＣ0.5〜Ｃ1.5である。面取りの値が小さいと、傷つき防止の効果が薄れるし、値が大きいと突起の効果が減少し、整列が困難となる。尚、面取りは必ずしも45度である必要はない。

アール加工の場合、好ましくはＲ0.2〜Ｒ2.5であり、更に好ましくはＲ0.5〜Ｒ1.5である。アール加工の値が小さいと、傷つき防止の効果が薄れるし、値が大きいと突起の効果が減少し、整列が困難となる。

突起２２の材質が、柔軟物質であれば、キャップ１の整列の際にキャップを傷つけることをほぼ皆無とできる。柔軟物質の例としては、合成ゴム、天然ゴム、ウレタンなどが挙げられる。また、これらの物質では、金属や樹脂材料に比較して、表面摩擦も高いので、特に滑りやすいキャップ材料や重量の大きいキャップ１に対して効果的である。

突起２２が吸着性部材であれば、キャップ１をより確実に持ち上げて整列できることができる。完全にキャップ１に吸着する材では、キャップが円筒下部まで運ばれて、落下したり、２本の円筒の巻き込み部で詰まりを生じることとなる。したがって、吸着部材としては、キャップ１の自重で外れる程度の微粘着性素材が望ましい。微粘着素材の例としては、ゴム系樹脂やゴム系混合物を使用できる。例えば、エーテル系ポリウレタン樹脂、ポリアミド系樹脂、スチレン−エチレン系樹脂、ブチレン−スチレン系樹脂、スチレン−エチレン／ブチレン−スチレンブロック共重合体や上記共重合とナフテン系の混合物などを採用でき、常温粘着性を有する溶液タイプ、エマルジョンタイプ、ホットメルトタイプの粘着材や、アクリル系、ゴム系、ウレタン系、シリコーン系の粘着材も採用できる。具体的には、例えばバンドー化学株式会社の急傾斜ベルト（商品名、表面材質は粘着性低硬度ウレタン）や、プロセブン株式会社の「プロセブン」（商品名、材質はウレタンエラストマー）、株式会社エクシールコーポレーションの「人肌ゲルシート」や「ハイパーゲルシート」（何れも商品名、材質はウレタン）等のゲルシートを用いることができる。

また、図１２に示すような真空吸着などの吸着機構４１を突起２２に備え、突起２２が上方を向いた際に、この真空吸着を停止してキャップ１の把持を解除すれば、機構は複雑にはなるものの、単純な突起に比較して整列の確実性は向上できる。図１２に示した角度にて説明すると、真空発生機の性能によって最適なタイミングは異なるが、250°付近より真空吸着を開始し、20°付近にて真空吸着を停止すると良い。また吸着機構４１を備えた吸着部材としては、市販の真空吸着パッドを用いても同様の効果を得ることが可能である。

第１物品整列機２０において、２つの整列器２１、２１の、突起２２の高さ分を除く間隙は、キャップ１のサイズの最短長さの0〜99％であり、好ましくは、5〜70％である。この間隔がキャップ１のサイズの最短長さの100％では２本の整列器２１、２１の間からキャップ１が落下してしまう。この間隔が大きめだと、キャップ１を反転させるための突起２２の高さを大きくする必要がある。この間隔が小さめだと、キャップ１を２本の整列器２１、２１の間で安定に保てず、キャップ１が整列器２１からはじき飛ばされる現象を多発する。

第１物品整列機２０において、整列器２１に設けられる突起２２は螺旋状に配置され、下流の突起２２は上流の突起２２よりも回転方向前方に進めた位置に配置される。下流の突起２２は上流の突起２２よりも回転方向前方に10°〜90°、好ましくは30〜55°進めた位置に配置される。配置角度が小さいと突起２２がほぼつながった状態となり、上流と下流の突起２２でキャップ１を完全にすくい上げるような形となり、キャップ１が整列器２１の外へはじき飛ばされる現象を多発する。配置角度が適切であれば、下流の突起２２で僅かにキャップ１の進行速度が抑制され、上流の突起２２により、開口面が下を向いているキャップ１の開口面を上方に向けるようにキャップ１が反転され、最も効率良く適切なキャップ１の整列が行なわれる。配置角度が大きいと、上流と下流の２つの突起２２によるキャップ整列処理を行なうことができず、１つの突起２２でキャップ１の反転を行なわなければならないから、キャップ整列成功確率が僅かに低下し、多数の突起２２を設ける必要を生ずることがある。尚、高い整列効率や高能力が必要でなれば、突起２２の配置は任意としても問題なく整列を行なうことができる。

第１物品整列機２０において、整列器２１に設けられる上流と下流の突起２２の最短距離は、キャップ１を上方からみたときの最短距離に概ね等しくする。上流と下流の突起２２の最短距離は、キャップ１を上方からみたときの最短距離の好ましくは0.4〜1.5倍、より好ましくは0.6〜1.4倍である。上流と下流の突起２２の最短距離が0又は短い場合には、上流と下流の突起２２でキャップ１を完全にすくい上げるような形態となり、キャップ１が整列器２１の外へはじき飛ばされる現象を多発する。上流と下流の突起２２の最短距離が、キャップ１を上方からみたときの最短距離に概ね等しいと、下流の突起２２で僅かにキャップ１の進行速度が抑制され、上流の突起２２により、開口面が下を向いているキャップ１の開口面を上方に向けるようにキャップ１が反転され、適切なキャップ整列が行なわれる。上流と下流の突起２２の最短距離が長い場合には、上流と下流の２つの突起２２によるキャップ整列処理を行なうことができず、１つの突起２２でキャップの反転を行なわなければならず、キャップ整列成功確率が僅かに低下し、多数の突起２２を設ける必要が生ずることがある。尚、高い整列効率や高能力が必要でなれば、突起２２の配置は任意としても問題なく整列が行なうことができる。

第１物品整列機２０にあっては、上流側で先ず２本の整列器２１、２１のうちの１本の整列器２１にだけ突起２２を配置し、その突起配置が終了した位置から下流側で、他方の整列器２１における突起２２の配置が開始される。キャップ１が突起２２で整列処理されるとき、相対する両整列器２１、２１にともに突起２２がある場合には、それらの突起２２によるキャップ１の反転動作が不安定になる。整列効率を更に高めるには、突起配置終了下流の他方の整列器２１に突起配置を繰り返せば良い。

第１物品整列機２０において、２つの整列器２１、２１の最適な回転方向は、キャップ１に応じて定めた各整列器２１の外表面摩擦力との関係で多様に定まる。本実施例では、２つの整列器２１、２１の回転方向を互いに図２に示す如くの反対方向にするものであり、最も好ましい。２つの整列器２１、２１のうちの一方の整列器２１が、２つの整列器２１、２１の上向き谷間に進入する向きで回転するとき、キャップ１に対し当該谷間への適度な巻き込み力を与え、整列効率を向上できる。この際には、上向き谷間に進入する向きで回転する整列器２１の表面の突起高さは低くする、又は突起無しとした方が、キャップ１への傷つき防止の面から好ましい。

（第２物品整列機３０の構成）
第２物品整列機３０は、図１に示す如く、円筒状の内表面を有する整列器３１を水平に対し所定の傾斜角度βを維持して任意の一方に回転させ、第１物品整列機２０の下流端から出てくるキャップ１を整列器３１の内表面上に入れて重力の作用で排出口側へ搬送する過程で、キャップ１の向きを仕上げ的に揃える。通常、傾斜角度βは第１物品整列機２０の傾斜角度αと概同一とすることが、装置構成的には好ましい。ここで、傾斜角度βを傾斜角度αより大とすれば、第２物品整列機３０内のキャップ１の搬送速度は高まり、キャップ１のピッチを広げることが可能となる。逆に傾斜角度βを傾斜角度αより小とすれば、キャップ１の搬送速度は低下してキャップ１のピッチを狭めることが可能となる。

整列器３１の直径、長さは、整列対象としてのキャップ１の大きさによって適切に定められる。例えば20ｍｍ〜80ｍｍ程度の直径や幅を有するキャップ１を扱う際の大きさとしては、直径は50〜250ｍｍ、整列器長さＬは200〜1000mm、更に好ましくは250〜600mmのものとすることが設置スペースの面から好ましい。

整列器３１の内部周速度は、整列対象としてのキャップ１の重量によって適切に定められる。例えば40ｇ未満程度のキャップ１の場合、周速は0.05〜1.0m/sec程度に、好ましくは0.15〜0.7m/secになるように調整される。周速が遅いと回転の効果が現れないし、速すぎると一度整列したものが再び乱れた状態となってしまうことがある。

第２物品整列機３０は、整列器３１の内表面の性状をキャップ１の品種等に応じて調整できる。整列器３１の内表面をゴム状にして摩擦を上げたり、整列器３１の内表面をシリコン加工して摩擦を下げる等である。

第２物品整列機３０は、２本の並列をなし、進行方向下流に向けて下り勾配をなして傾斜配置される駆動ローラ３２、３２の谷間の上に整列器３１を載置して回転させる。
第２物品整列機３０は、駆動ローラ３２としてモータ内蔵タイプのもの、即ち駆動ローラ３２に内蔵したモータにより当該駆動ローラ３２を回転させるものを採用できる。整列器３１を駆動ローラ３２の上に置き換え可能に載置し、整列器３１を駆動ローラ３２との摩擦を介して駆動可能にすることにより、キャップ１の品種等に応じて予め用意した多様な整列器３１を簡易に交換使用できる。整列器３１が駆動ローラ３２の傾斜に沿って滑り落ちないように、整列器３１の下端面にストッパ３３を当てる（駆動ローラ３２の下端フランジに整列器３１の下端面を当てても可）。

第２物品整列機３０は、駆動ローラ３２の設定替えにより、整列器３１の水平に対する傾斜角度をキャップ１の品種等に応じて調整する機能を有する。また、駆動ローラ３２の設定替えにより、第１物品整列機２０の整列器２１、２１に対する整列器３１の高さ位置をキャップ１の品種等に応じて調整できる。

第２物品整列機３０は、図４に示す下流側からの正面視で、第１物品整列機２０の２つの整列器２１、２１の円筒状の外表面がなす谷間の中央を通る鉛直線上に、整列器３１の直径を配置し、第１物品整列機２０から投入されるキャップ１の中心線を鉛直線上に定めるようにキャップ１を仕上げ的に整列して排出可能にする。即ち、２つの整列器２１、２１の出口では、出口側からみるとキャップ１が斜めに傾いており、２つの整列器２１、２１のいずれかにキャップ１の天面が接するという２通りの整列向きとなるため、次工程への受渡しが不安定になる。２つの整列器２１、２１の下流に第２物品整列機３０の整列器３１を配置することでキャップ１の中心線を鉛直線上に定め、１通りの整列向きとし、次工程への受渡しを安定にする。

尚、第２物品整列機３０は、整列器３１の円筒状の内周面に突起を設け、整列器３１の円筒状の内表面上にキャップ１を入れて搬送することにより、キャップ１を整列器３１の内表面上で転倒させ、かつ内表面上にて攪拌、分散させ、整列器３１内においてもキャップ１を反転整列させることができる。突起の高さは、0.05〜3ｍｍ程度が好ましく、特に好ましくは0.1〜0.8ｍｍである。例えば、整列器３１の円筒状の内表面に適切な厚みのテープ等を貼るなどして容易に突起を設けることができる。この突起は、整列器３１の出口付近、長さとしては物品の長さの2〜4倍程度の長さ位置には、次工程への安定的な受渡しのため設けないほうが良い。突起を設けずにキャップを整列させる他の手段として、整列器３１の内表面の摩擦を上げてキャップ重心位置を転倒位置まで持ち上げることで、突起と同様の効果が得られる。また整列器３１の直径を小さくすることで、僅かなキャップの持ち上げ高さで、キャップ重心位置を転倒位置まで至らせることも可能で、突起と同様の効果が得られる。第１物品整列機２０の下流に配置される第２物品整列機３０により、第１物品整列機２０の２つの整列器２１、２１による整列を失敗したキャップ１も整列できる。

（物品整列装置１０による整列動作）
以下、物品整列装置１０によるキャップ１の整列動作について説明する。
(A)図５に示す如く、第１物品整列機２０の２つの整列器２１、２１に投入されるキャップ１の開口面が上を向いているとき、キャップ１の天面は下を向いているが、天面側の外周角が丸みを帯びているか、切り落とし形状であるために、キャップ１は整列器２１の突起２２によっても反転されずにその向きを変化せず、投入時の目標整列姿勢を維持して第２物品整列機３０に入り、第２物品整列機３０において前述の如くに仕上げ的に整列されて目標整列姿勢で排出される。

(B)図６に示す如く、第１物品整列機２０の２つの整列器２１、２１に投入されるキャップ１の開口面が下を向いているとき、キャップ１は整列器２１の突起２２によりキャップ１の開口面のエッジ１Ａを持ち上げられて反転し、キャップ１の開口面が上を向く目標整列姿勢に整列されて第２物品整列機３０に入り、第２物品整列機３０において前述の如くに仕上げ的に整列されて目標整列姿勢で排出される。

(C)図７に示す如く、第１物品整列機２０の２つの整列器２１、２１に投入されるキャップ１の開口面が下流を向きキャップ１の側面が整列器２１と接している状態では、整列器２１の突起２２により、キャップ１の側面の開口面側が持ち上げられ、キャップ１の底面が上を向く目標整列姿勢に整列されて第２物品整列機３０に入り、第２物品整列機３０において前述の如くに仕上げ的に整列されて目標整列姿勢で排出される。

(D)図８に示す如く、第１物品整列機２０の２つの整列器２１、２１に投入されるキャップ１の開口面が上流を向きキャップ１の側面が整列器２１と接している状態では、非常に不安定であり、２つの整列器２１、２１が回転すると、突起２２の有無にかかわらず、キャップ１は反転してキャップ１の開口面が上を向く目標整列姿勢に整列されて第２物品整列機３０に入り、第２物品整列機３０において前述の如くに仕上げ的に整列されて目標整列姿勢で排出される。

本実施例によれば以下の作用効果を奏する。
(a)キャップ１が第１物品整列機２０において回転する概平行に配置された２つの整列器２１の円筒状の表面に沿って搬送される過程で、キャップ１の開口面のエッジ１Ａを整列器２１の表面の突起２２に当ててキャップ１を該表面上で確実に転倒させ、かつ該表面上にて攪拌、分散させ、開口面が下向きのキャップ１を重心が安定する姿勢（開口面が上向き、天面が下向きの姿勢）に確実に変え、１段の整列器２１、２１を用いる簡易な構成によりキャップ１の向きを安定確実に揃えることができる。

(b)整列器２１において突起２２を螺旋状に配置するとともに、進行方向下流の突起２２を、進行方向上流の突起２２よりも回転方向前方に適度に進めた位置に配置することにより、キャップ１の送り速度を下流の突起２２で抑制し、キャップ１の開口面のエッジ１Ａを整列器２１の表面の上流の突起２２に当てて該キャップ１を確実に反転させ、開口面が下向きのキャップ１を重心が安定する姿勢に確実に変え、キャップ１の向きを安定確実に揃えることができる。

(c)整列器２１の突起２２が相隣る他の突起２２となす最短距離をキャップ１の最小幅に概ね等しくすることにより、キャップ１の送り速度を下流の突起２２で抑制し、キャップ１の開口面のエッジ１Ａを整列器２１の表面の上流の突起２２に当てて該キャップ１を確実に反転させ、開口面が下向きのキャップ１を重心が安定する姿勢に確実に変え、キャップ１の向きを安定確実に揃えることができる。

(d)円筒状の内表面を有する整列器３１を水平に対し所定の傾斜角度を維持して任意の一方に回転させる第２物品整列機３０によって、第１物品整列機２０の下流端から出てくるキャップ１を整列器３１の内表面上に入れて、排出口側へ搬送する過程で、キャップ１の向きを仕上げ的に揃えることができる。

図９の変形例は、物品整列装置１０を構成する第１物品整列機２０の整列器２１を変形したものである。本変形例の整列器２１は、突起２２の螺旋状配置を２重〜４重螺旋、好ましくは２重螺旋（２２Ａと２２Ｂ）にしたことにある。整列器２１の突起２２を多重の螺旋配置とすることで、２つの整列器２１の単位長さにおける突起２２の数を増加させることができ、整列器２１を短くして物品整列装置１０をコンパクトにできる。

図１０の変形例は、物品整列装置１０を構成する第１物品整列機２０の整列器２１を変形したものである。本変形例の第１物品整列機２０は、２つの円錐台形状の外表面を有する２つの整列器２１、２１を水平に対し所定の傾斜角度を維持したままで回転させ、それらの外表面上にキャップ１を置いて一端側から他端側へ搬送することでキャップ１の向きを揃えるものである。このとき、２つの整列器２１、２１の外表面の円錐台形状が進行方向下流に向けて拡径状をなすものとすることにより、整列器２１の外表面がキャップ１に与える送り速度を進行方向下流側（外表面の周速大）で高速にし、キャップ１を進行方向に向けて切り離し整列し、キャップ１の相互干渉を防止する。尚、２つの整列器２１、２１の外表面の円錐台形状が進行方向下流に向けて縮径状をなすものとすることにより、整列器２１の外表面がキャップ１に与える送り速度を進行方向下流側（外表面の周速小）で低速にし、キャップ１を進行方向に向けて間隔詰め整列し、キャップ１の歯抜け搬送を防止する。

図１１の変形例は、物品整列装置１０を構成する第２物品整列機３０の整列器３１を変形したものである。本変形例の第２物品整列機３０は、円錐台形状の内表面を有する整列器３１を水平に対し所定の傾斜角度を維持したままで回転させ、該内表面で形成される空間にキャップ１を入れて一方から他方へと搬送することでキャップ１の向きを揃えるものである。このとき、整列器３１の内表面の円錐台形状が進行方向下流に向けて拡径状をなすものとすることにより、整列器３１の内表面がキャップ１に与える送り速度を進行方向下流側（内表面の周速大）で高速にし、キャップ１を進行方向に向けて切り離し整列し、キャップ１の相互干渉を防止する。尚、整列器３１の内表面の円錐台形状が進行方向下流に向けて縮径状をなすものとすることにより、整列器３１の内表面がキャップ１に与える送り速度を進行方向下流側（内表面の周速小）で低速にし、キャップ１を進行方向に向けて間隔詰め整列し、キャップ１の歯抜け搬送を防止する。

物品整列装置１０を用いて、実際に物品を整列した実施例１〜１０の結果を表１に示す。実施例３〜１０の第２物品整列機３０の傾斜角度βは、第１物品整列機２０の傾斜角度αと同一としている。また第１物品整列機２０の表面には、実施例１−１を除き、中興化成工業（株）製のフッ素樹脂製粘着テープを貼る低摩擦化処理を施している。更に、整列したキャップ１の材質については、記載のない実施例はすべてポリプロピレン製である。また突起の材質については、記載のない実施例はすべてステンレス製である。

（実施例１−１）
図１に示す構成において、第２物品整列機３０を有さずに、第１物品整列機２０のみで円形キャップ１の整列を行なった。第２物品整列機３０のあるべき部分にはキャップ１の排出速度に適度に調整したコンベアを設置した（図示せず）。開口面が上位にある姿勢を目標とし、大部分のキャップ１を整列することができた。第１物品整列機２０の整列器２１の表面は、ごく一般的な金属表面の処理方法であるユニクロメッキを施したものとなっている。

（実施例１−２）
図１に示す構成において、第２物品整列機３０を有さずに、第１物品整列機２０のみで円形キャップ１の整列を行なった。第２物品整列機３０のあるべき部分にはキャップ１の排出速度に適度に調整したコンベアを設置した（図示せず）。開口面が上位にある姿勢を目標とし、大部分のキャップ１を整列することができた。第１物品整列機２０の整列器２１の表面には、中興化成工業（株）製のフッ素樹脂製粘着テープを貼る低摩擦化処理を施し、傾斜角度も小さくした。結果、処理能力は僅かに向上し、更に整列効率は１−１よりも大幅に向上した。

（実施例２）
図１に示す構成において、第２物品整列機３０を有さずに、第１物品整列機２０のみで楕円キャップ１の整列を行なった。第２物品整列機３０のあるべき部分にはキャップ１の排出速度に適度に調整したコンベアを設置した（図示せず）。開口面が上位にある姿勢を目標とし、大部分のキャップ１を整列することができた。

（実施例３−１）
図１に示す構成において、円形キャップ１の整列を行なった。開口面が上位にある姿勢を目標とし、大部分のキャップ１を整列することができた。第２物品整列機３０を有することでキャップ１の中心線が斜め状態から鉛直線上に定められ、実施例１−２以上の整列成功率となった。

（実施例３−２）
図１に示す構成において、円形キャップ１の整列を行なった。キャップ１の材質としては、アルミニウム製のものを使用した。尚、天面内側には樹脂製のパッキンが嵌め込まれている。開口面が上位にある姿勢を目標とし、大部分のキャップ１を整列することができた。第２物品整列機３０を有することでキャップ１の中心線が斜め状態から鉛直線上に定められ、高い整列成功率となった。材質変更による影響、また樹脂キャップ１に比較して重量も軽くなった影響、共に問題とはならなかった。

（実施例４−１）
図１に示す構成において、楕円キャップ１の整列を行なった。開口面が上位にある姿勢を目標とし、大部分のキャップ１を整列することができた。第２物品整列機３０を有することでキャップ１の中心線が斜め状態から鉛直線上に定められ、実施例２以上の整列成功率となった。

（実施例４−２）
図１に示す構成において、楕円キャップ１の整列を行なった。ここで、突起材質はウレタンゴムとした。開口面が上位にある姿勢を目標とし、大部分のキャップ１を整列することができた。第２物品整列機３０を有することで、キャップ１の中心線が斜め状態から鉛直線上に定められ、また、突起材質を柔軟性物質としたことにより、実施例４−１以上の整列成功率となった。

（実施例４−３）
図１に示す構成において、楕円キャップ１の整列を行なった。ここで突起材質は吸着性部材である微粘着性素材とした。微粘着性素材として、突起表面に株式会社エクシールコーポレーション製の「人肌ゲルシート」（商品名）を貼り付けた。開口面が上位にある姿勢を目標とし、大部分のキャップ１を整列することができた。第２物品整列機３０を有することでキャップ１の中心線が斜め状態から鉛直線上に定められ、また、突起材質を微粘着性素材としたことにより僅かではあるが実施例４−１以上の整列成功率となった。

（実施例４−４）
図１に示す構成において、楕円キャップ１の整列を行なった。図１２に示すように、ここで突起２２は吸着性部材としてエアー吸引による吸着機構４１を有する構造とした。尚、吸引は図１２の角度範囲270°〜0°とすることで、必要な角度範囲のみキャップ１に吸着の影響を与えるようにした。開口面が上位にある姿勢を目標とし、大部分のキャップ１を整列することができた。第２物品整列機３０を有することでキャップ１の中心線が斜め状態から鉛直線上に定められ、また、突起に吸着性部材として吸着機構を有する構造としたことにより、実施例４−１以上の整列成功率となった。

（実施例５）
図１に示す構成において、四角形状で大型のキャップ１の整列を行なった。キャップサイズの大型化に伴い、突起高さ、２つの整列器２１、２１の間隔、回転速度などを調整した。開口面が上位にある姿勢を目標とし、大部分のキャップを整列することができた。

（実施例６）
図１に示す構成において、天面に丸みのない円形キャップ１の整列を行なった。開口面が上位にある姿勢を目標とし、大部分のキャップ１を整列することができた。実施例３−１よりは僅かに低下した整列成功率となったが、使用上は問題のない範囲であった。

（実施例７）
図１に示す構成において、円形キャップ１の整列を行なった。開口面が上位にある姿勢を目標とし、大部分のキャップ１を整列することができた。本実施例では、第１物品整列機２０の突起２２の螺旋状配置を２重とし、整列器２０の長さも短くした。第１物品整列機２０がコンパクトになったにもかかわらず、多重螺旋の効果で、実施例３−１と同等の整列成功率となった。

（実施例８）
図１に示す構成において、楕円キャップ１の整列を行なった。開口面が上位にある姿勢を目標とし、大部分のキャップ１を整列することができた。本実施例では、第２物品整列機３０の整列器３１の内表面に高さ0.2mmの突起を設けた。第２物品整列機３０により第１物品整列機２０で整列できなかったキャップ１の整列を行なうことで、実施例４−１以上の整列成功率となった。

（実施例９）
図１に示す構成をもとにして、第１物品整列機２０の整列器２１を図１０に示すような円錐台形状の外表面を有するものとし、円形キャップ１の整列を行なった。開口面が上位にある姿勢を目標とし、大部分のキャップ１を整列することができた。円錐台形状が進行方向下流に向けて拡径状とすることでキャップ１の相互干渉は防止され、整列成功率は実施例３より僅かに向上した。また出口においてキャップ間隔は実施例３−１より僅かに開いており、切り離しの効果も確認できた。

（実施例１０）
図１に示す構成をもとにして、第２物品整列機３０の整列器３１を図１１の示すような円錐台形状の内表面を有するものとし、楕円キャップの整列を行なった。開口面が上位にある姿勢を目標とし、大部分のキャップ１を整列することができた。円錐台形状が進行方向下流に向けて拡径状とすることでキャップ１の相互干渉は防止され、整列成功率は実施例４より僅かに向上した。また出口においてキャップ間隔は実施例４−１より僅かに開いており、切り離しの効果も確認できた。

図１は物品整列装置を示す模式図である。図２は第１物品整列機による整列動作を示す模式図である。図３はキャップの転倒原理を示す模式図である。図４は第２物品整列機による整列動作を示す模式図である。図５は開口面を上向きにする姿勢で投入されたキャップの整列経過を示す模式図である。図６は開口面を下向きにする姿勢で投入されたキャップの整列経過を示す模式図である。図７は開口面を進行方向下流向きにする姿勢で投入されたキャップの整列経過を示す模式図である。図８は開口面を進行方向上流向きにする姿勢で投入されたキャップの整列経過を示す模式図である。図９は第１物品整列機の変形例を示す模式図である。図１０は第１物品整列機の変形例を示す模式図である。図１１は第２物品整列機の変形例を示す模式図である。図１２は第１物品整列機における突起の変形例を示す模式図である。

符号の説明

１キャップ
１０物品整列装置
２０第１物品整列機
２１整列器
２２突起
３０第２物品整列機
３１整列器

Claims

２つの円筒状の表面を有する整列器を並べ、各整列器を水平に対し所定の傾斜角度を維持して回転させ、それら２つの整列器の円筒状の外表面上に物品を置いて一方から他方へ搬送することで該物品の向きを揃える物品整列機からなる物品整列装置であって、
整列器の表面に突起を設ける物品整列装置。
前記突起を螺旋状に配置するとともに、進行方向下流の突起を、進行方向上流の突起よりも回転方向前方に進めた位置に配置する請求項１に記載の物品整列装置。
前記突起が相隣る他の突起となす最短距離をキャップの最小幅に概ね等しくする請求項１又は２に記載の物品整列装置。
前記整列器の円筒状の外表面に低摩擦化処理を施した請求項１〜３のいずれかに記載の整列装置。
前記突起の材質が、柔軟性物質である請求項１〜４のいずれかに記載の整列装置。
前記突起が、吸着性部材である請求項１〜４のいずれかに記載の整列装置。
前記物品整列機を第１物品整列機とし、該第１物品整列機の下流に円筒状の内表面を有する第２物品整列機を配置し、該第２物品整列機を水平に対し所定の傾斜角度を維持して任意の一方に回転させ、第１物品整列機の下流端から出てくる物品を第２物品整列機の内表面上に入れて排出口側へ搬送する過程で、物品の向きを仕上げ的に揃える請求項１〜６のいずれかに記載の物品整列装置。
前記物品整列機で向きを揃えられる物品が、キャップである請求項１〜７のいずれかに記載の物品整列装置。